Influenza della Luna sui dati oceanici? Caso del Canale Faroe-Shetland

Riassunto: il periodo nodale lunale di 18.6 anni e le sue armoniche sono stati osservati in alcune serie oceanografiche del Mare di Barents analizzate tramite le wavelets nel 2003 e nel 2004. Qui mostro che questi periodi non sono presenti negli spettri Lomb delle stesse serie, se non in modo saltuario, e pongo dubbi almeno sull’influenza della marea detta parallattica.
Abstract: lunar nodal period of 18.6 years and its harmonics were found in 2003 and 2004 wavelets spectral analysis. Here I show that such periods do not appear in Lomb periodograms of the same series, apart some casual presence, and express some doubt about at least the influence of the so-called parallactic tide.

In un articolo del 2004 Yndestad (d’ora in poi Y04) analizza la temperatura oceanica nel canale tra le Isole Faroe e le Shetland (Faroe-Shetland Channel o FSC) e trova, tramite le wavelet, la presenza netta di una massimo spettrale a 18.6 anni e le sue armoniche a 6.2, 37, 55.8, 74.4 (di ordine 1/3, 2, 3, 4), confermando quanto trovato in un suo lavoro dell’anno precedente (Yndestad, 2003), relativo alla sezione Kola (carta da Ingvaldsen et al, 2003, fig.1, modificata) del Mare di Barents e sulla variazione della posizione del Polo.

Fig.1: Mappa della regione di interesse. La sezione Kola è in alto destra, fuori dalla mappa, circa all’altezza di Capo Nord.

Il periodo di 18.6 anni ed i periodi ad esso legati vengono attribuiti al periodo nodale lunare (o ciclo di precessione lunare) e il loro legame con le oscillazioni oceaniche si rifà in qualche modo alla teoria delle maree di Otto Petterson (1848-1941) che, oltre a quella diurna e semi-diurna, teorizzava la presenza di un’altra marea – che chiamava parallattica – dipendente dalla distanza variabile di Luna e Sole e dalla loro posizione rispetto alla Terra. La teoria fu praticamente respinta in occidente, soprattutto perchè il lavoro di Laplace mostrava che l’effetto di questo allineamento era troppo piccolo per poter essere significativo, ma fu considerata valida dai ricercatori russi/sovietici che l’hanno usata sia nella ricerca di base sia per studiare le fluttuazioni dell’importante risorsa economica della regione, cioè la pesca delle aringhe, e per le previsioni sulla biomassa pescata.
Non voglio proseguire oltre in questo interessante quadro storico e rimando all’articolo di Yndestad (2003) per un approfondimento anche bibliografico (il testo è liberamente accessibile; link in bibliografia).
Vorrei far notare che il Canale Faroe-Shetland è una parte importante della complessa circolazione oceanica che porta acqua artica (fredda e poco salata) verso l’Atlantico (anche attraverso la sezione più profonda del Canale) e acqua oceanica (più calda e salata) verso il Mare di Barents (anche attraverso la sezione più superficiale del Canale). Maggiori dettagli si possono trovare ad esempio in (Bogi) Hansen et al., 2017, il cui full-text è liberamente disponibile attraverso il doi riportato in bibliografia.

Risultati
Nell’ambito di un lavoro più ampio ho voluto verificare la presenza dei massimi spettrali legati al ciclo di precessione lunare in alcuni datset utilizzati nei citati lavori di Yndestad e nel lavoro di Ottersen et al., 2003.
A questo punto devo esprimere in una piccola nota dolente il mio disappunto per la disponibilità dei dati: infatti ho tentato di scaricare dalla rete le serie numeriche della temperatura e salinità del FSC e di Kola (il livello del mare di Aberdeen si trova nel database PSMSL e si ottiene in pochi secondi). È stata un’esperienza allucinante – e senza successo – entrare nel sito del BODC (Centro Dati Oceanografici Britannico): è un sistema di scatole cinesi in cui l’accesso ai dati sembra essere sempre a portata di mano mentre in realtà è sempre più lontano. Non sto cercando di scaricare le colpe: la colpa è senz’altro mia che non ho capito la filosofia del sito e il modo giusto per arrivare nel posto giusto, ma mi chiedo perché posso ottenere dati da decine e decine di siti in tutto il mondo, in modo semplice o poco difficoltoso, mentre qui sono stato costretto a digitalizzare le figure 1, 3, 5, 7 di Y04.
Queste figure, ingrandite, e i valori digitalizzati sono nel sito di supporto mentre i grafici dei dati e degli spettri sono nelle cinque figure che seguono.

Fig.2: (pdf). Serie numerica dell’anomalia di temperatura nel FSC (lato Faroe), digitalizzata dalla figura 1 di Y04 e suo spettro. La linea rossa nel quadro superiore è il fit lineare rispetto al quale sono stati calcolati i dati detrended

Fig.3: (pdf). Serie numerica dell’anomalia di salinità nel FSC (lato Faroe), digitalizzata dalla figura 3 di Y04 e suo spettro. La linea rossa nel quadro superiore è il fit lineare rispetto al quale sono stati calcolati i dati detrended

Fig.4: (pdf). Serie numerica della temperatura nel settore Kola, digitalizzata dalla figura 5 di Y04 e suo spettro. La linea rossa nel quadro superiore è il fit lineare rispetto al quale sono stati calcolati i dati detrended

Fig.5: (pdf). Serie numerica della salinità nel settore Kola, digitalizzata dalla figura 7 di Y04 e suo spettro. La linea rossa nel quadro superiore è il fit lineare rispetto al quale sono stati calcolati i dati detrended

Fig.6: (pdf). Serie numerica del livello del mare ad Aberdeen (Scozia), dal database PSMSL, e il suo spettro. La linea rossa nel quadro superiore è il fit lineare rispetto al quale sono stati calcolati i dati detrended

Dagli spettri si può che:

  1. i periodi spettrali di 6, 18, 37, 55, 74 anni circa, citati dagli autori che hanno studiato le stesse serie, non si trovano mai tutti insieme nello stesso spettro;
  2. il periodo di 73 anni si trova solo nella temperatura di Kola;
  3. il periodo di 18.8 anni, quello di 5.8 anni e un periodo che può essere mediato al valore di circa 55 anni si trovano solo nella serie del livello del mare di Aberdeen;
  4. un periodo di 18.2 anni e uno di 5.6 anni si osservano nella salinità del FSC;
  5. nessuno dei periodi citati al punto 1) si trova nella temperatura del FSC (tranne un debole 6.4 anni) dove, però, inaspettatamente, si vedono netti i periodi di 10.8 e 21.6 anni, due “firme” solari che raramente si vedono insieme nelle serie non derivate direttamente dal Sole;
  6. la salinità di Kola mostra il massimo principale a 36.6 anni ma nessuno degli altri massimi di interesse.
  7. in tutte le serie si osservano periodi brevi (1-5 anni) attribuibili a El Niño (ma forse anche ad altro).

In conclusione, non so se la teoria della marea parallattica di Petterson sia giusta; so però che le sue firme caratteristiche non si trovano insieme in nessuna delle serie oceaniche analizzate e che la saltuaria presenza dell’una o dell’altra firma non può essere considerata una prova e probabilmente nemmeno un indizio.

Tutti i grafici e i dati, iniziali e derivati, relativi a questo post si trovano nel sito di supporto qui.

Bibliografia

  • Randi Ingvaldsen, Harald Loeng, Geir Ottersen, and Bjørn Adlandsvik: Climate variability in the Barents Sea during the 20th century with a focus on the 1990s, ICES Marine Science Symposia , 219, 160-168, 2003. Full text disponibile nel sito ICES. Copiato nel sito di supporto.
  • Bogi Hansen, Turió Poulsen, Karin Margretha Húsgaró Larsen, Hjálmar Hátún, Svein Østerhus, Elin Darelius, Barbara Berx, Detlef Quadfasel and Kerstin Jochumsen: Atlantic water flow through the Faroese Channels , Ocean Sci, 13, 873-888, 2017. doi:10.5194/os-13-873-2017.
  • Geir Ottersen, Harald Loeng, Bjørn Ädlandsvik, and Randi Ingvaldsen: Temperature variability in the Northeast Atlantic , ICES Marine Science Symposia, 219, 86-94, 2003. Full text disponibile nel sito ICES. Copiato nel sito di supporto.
  • Harald Yndestad: A Lunar nodal spectrum in Arctic time series , ICES CM 2003/T:02., full text disponibile a: ICES CM 2003
  • Harald Yndestad, William R Turrell, Vladimir Ozhigin: Temporal linkages between the Faroe-Shetland time series and the Kola section time series, ICES CM 2004/M:01., full text disponibile a: ICES CM 2004 (Y04)
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Author: Franco Zavatti

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2 Comments

  1. La correlazione tra cicli lunari e cicli climatici si trova negli scritti del sacerdote e fisico italiano Giuseppe Toaldo (1719-1797), che nel 1797 ipotizzò che la ciclicità di circa 18 anni, trovata empiricamente nelle osservazioni meteorologiche, aveva a che fare con il tempo di 18 anni, 11 giorni e 8 ore necessario alla Luna per tornare allo stesso punto rispetto alla Terra.

    Quseto studio puo’ essere una conferma che Toaldo aveva visto giusto?

    C’entra qualcosa con la ciclicità di circa 18 anni con cui appare El Niño-strong (1982-1983, 1997-1998, 2015-2016)?

    Post a Reply
    • Difficile da dire se la Luna ha a che fare con i cicli meteorologici, soprattutto in questo caso in cui non cercavo queste eventuali relazioni nelle serie generiche. Il ciclo di 18-19 anni, in generale, a volte si presenta e a volte no e potrebbe essere attribuito anche ad altro (ad esempio alle relazioni pianeti maggiori-Sole o a qualche armonica di El
      Nino). Ma non ho sottomano i dati e non vorrei sbilanciarmi troppo.
      Qui ho cercato di capire se vedevo nelle serie oceaniche non solo i 18.6 anni della precessione lunare ma anche tutte le armoniche viste da chi aveva usato le wavelet (Yndestad). Io non le vedo, o almeno non le vedo tutte insieme.
      Nel post non l’ho messo, ma ho fatto un controllo anche sulle serie della posizione del Polo (coordinate x,y, teta e ro) e quei valori (18.6 e C, che Yndestad trova) non si vedono ugualmente. Franco

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